JP2000232564A - 対象物の不均一照度を補償する光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 対象物の不均一な照明を補償するための光
学系を提供する。 【解決手段】 対象物上の照明された領域の少なくとも
一部分の画像を形成する為の光学系であって、照明され
た領域が少なくとも１つの明るく照明された領域と、少
なくとも１つのより暗めに照明された領域とにより特性
づけられることを特徴とし、対象物上の照明された領域
から間隔をおいて配された、画像側焦点面を有するレン
ズと、前記レンズの画像側焦点面と実質的に同一面上に
来るように配された開口絞りと、そして明るく照明され
た領域からの光は事前に決められた量を遮断するが、よ
り暗めに照明された領域からの光は実質的に遮断しない
ように、前記レンズと対象物上の照明された領域との間
に配された遮蔽要素とを含むことを特徴とする光学系、
並びに、ナビゲーションシステム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には画像作
成装置に関し、より具体的には、対象物の不均一な照度
を補償するための光学系、光学位置検出器を備えたハン
ドヘルド、例えば携帯用の光学スキャナに関する。

【０００２】

【従来の技術】光学スキャナ装置は従来より知られてお
り、写真やテキストを印刷した原稿等の走査対象物を表
わす機械読取り可能の画像データ信号を生成する為に用
いられる。代表的なスキャナのアプリケーションにおい
ては、光学スキャナにより生成された画像データ信号を
ＰＣ上で用いて走査対象物の画像をＣＲＴ又はプリンタ
等の適当な表示装置上で再生することができる。

【０００３】ハンドヘルド即ち携帯用の光学スキャナ
は、走査する対象物、即ち原稿上を手動で移動させるよ
うに作られている。ハンドヘルドスキャナは離れたコン
ピュータにデータケーブルを用いて直接接続することも
できる。この場合、ハンドヘルドスキャナにより生成さ
れたデータ信号は、オンザフライで（例えば画像データ
が収集されると同時に）離れたコンピュータへと伝送す
ることが可能である。ハンドヘルドスキャナはかわりに
画像データを記憶しておく為のオンボート・データ記憶
システムを備えたものであっても良い。この場合は走査
処理が完了した後に画像データをケーブル又は光学赤外
線データリンク等の何等かの好適な手段によりダウンロ
ードすることができる。

【０００４】ハンドヘルド即ち携帯用の光学スキャナは
従来より知られており、これを構成する様々な部品が、
ＭｃＣｏｎｉｃａによる米国特許第５、５５２、５９７
号「Ｈａｎｄ−Ｈｅｌｄ Ｓｃａｎｎｅｒ Ｈａｖｉｎ
ｇ ＡｄｊｕｓｔａｂｌｅＬｉｇｈｔ Ｐａｔｈ」、Ｍ
ｃＣｏｎｉｃａ等による米国特許第５、５８６、２１２
号「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｗａｖｅ Ｇｕｉｄｅ ｆｏｒ
Ｈａｎｄ−ＨｅｌｄＳｃａｎｎｅｒ」、Ｋｏｃｈｉｓ等
による米国特許第５、３８１、０２０号「Ｈａｎｄ−Ｈ
ｅｌｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｃａｎｎｅｒ ｗｉｔｈ
Ｏｎｂｏａｒｄ Ｂａｔｔｅｒｙ Ｒｅｃｈａｒｇｉｎ
ｇ Ａｓｓｅｍｂｌｙ」及びＭｃＣｏｎｉｃａ等による
米国特許第５、３０６、９０８号「Ｍａｎｕａｌｌｙ
Ｏｐｅｒａｔｅｄ Ｈａｎｄ−Ｈｅｌｄ Ｏｐｔｉｃａ
ｌ Ｓｃａｎｎｅｒ ｗｉｔｈ Ｔａｃｔｉｌｅ Ｓｐ
ｅｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｓｓｅｍｂｌｙ」において
開示されている。

【０００５】代表的なハンドヘルド光学スキャナには、
対象物の走査を行なう為の照明及び光学系が含まれる場
合がある。照明系は対象物の一部分（一般的には「走査
領域」と呼ばれる）を照明し、これにより光学系が照明
された走査領域から反射する光を収集し、そして照明さ
れた走査領域の小さな面積（一般的に「走査線」と呼ば
れる）の焦点をスキャナ中に配された光電検出器の表面
へと合わせる。こうして対象物全体にわたって走査線を
掃引することにより（通常はハンドヘルドスキャナを対
象物に対して移動させることによる）、対象物全体を表
わす画像データが得られるものである。照明系としては
例えば複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いたものが
あげられるが、蛍光灯や白熱電球等を用いたものでも良
い。光学系には、照明された走査線の画像の焦点を検出
器の表面上に合わせる為の「接触イメージセンサ」（Ｃ
ＩＳ）が含まれる場合もある。他の態様においては、照
明走査領域からの反射光を検出器上に集めて焦点を合わ
せる為のレンズ及び／又はミラー組立部品を用いても良
い。

【０００６】光学系によりその上に集束された画像光を
検出する為に用いられる光電検出器は、代表的には電荷
結合素子（ＣＣＤ）より成るが、他の素子を用いること
も出来る。代表的なＣＣＤは、各々が露光に反応して電
荷を集める、又は蓄積する個別のセル、即ち「画素」の
アレイを含む。いずれのセル、即ち画素に蓄積された電
荷も、その量は露光の強度及び持続時間に関係する為、
ＣＣＤはその上に集束した画像の明るいスポット、及び
暗いスポットを検出する為に用いることができる。

【０００７】「画像光」という語は、本明細書において
は光学系により検出素子アレイの表面に集束された光を
意味する。画像光は、スキャナ及び原稿の種類によって
は走査されている対照物から反射した光である場合もあ
れば、対象物を透過した光である場合もある。画像光は
基本的に３つのステップによってデジタル信号へと変換
することができる。第１のステップでは、ＣＣＤ検出素
子中の各画素が受けた光を電荷へと変換する。第２のス
テップでは、画素からの電荷がアナログ増幅器によりア
ナログ電圧へと変換される。そして最後のステップで
は、アナログ電圧がＡ／Ｄ変換器によりデジタル化され
る。デジタル信号はその後、処理及び／又は記憶等、所
望の用途に供される。

【０００８】ハンドヘルドスキャナ装置には、走査対象
物に対するハンドヘルドスキャナの位置を判定する為に
位置検出機構、即ち「ナビゲーション」システムを設け
ることも出来る。このような位置検出システムにより、
スキャナはその位置を被走査物に対して相関させること
が出来るようになる。この位置相関により、万一スキャ
ナが単一のパス、即ち「スワイプ」で対象物全体を走査
出来なかったとしても、被走査物の完全な画像を生成す
ることが出来るのである。例えば、対象物全体を走査す
る為には２回以上の対象物へのスワイプが必要な場合、
ナビゲーションシステムにより提供される位置相関機能
により、走査された画像データの様々な部分が「スティ
ッチ」されて被走査物全体を表わす１つの一体画像が形
成されるのである。

【０００９】あるタイプのナビゲーションシステムは、
走査される対象物（例えばテキスト又は画像が印刷され
た用紙）上に含まれる、ある固有の構造的特徴（例えば
表面の粗さ、紙繊維の向き等）を検出する為の一対の光
学センサを採用している。このタイプのナビゲーション
システムの例は、Ｈｏｌｌａｎｄによる米国特許第５、
０８９、７１２号「Ｓｈｅｅｔ Ａｄｖａｎｃｅｍｅｎ
ｔ ＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍ Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ
Ｆｉｂｅｒ Ｐａｔｔｅｒｎ ｏｆ Ｓｈｅｅｔ」及
びＡｌｌｅｎ等による米国特許第５、５７８、８１３号
「Ｆｒｅｅｈａｎｄ Ｉｍａｇｅ Ｓｃａｎｎｉｎｇ
Ｄｅｖｉｃｅ ｗｈｉｃｈ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｓ
ｆｏｒ Ｎｏｎ−Ｌｉｎｅａｒ Ｍｏｖｅｍｅｎｔ」に
開示されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】そのようなナビゲーシ
ョンシステムは良く知られており、利用されている一方
で、問題が全く無いわけではない。例えば、上述したタ
イプの光学ナビゲーションシステムに付随する問題は、
対象物上の固有の構造的特徴をナビゲーションセンサが
検出できるように、それらを均一に照明することが困難
な点である。ナビゲーション領域を照明する為に通常用
いられる光源（例えば赤外線発光ダイオード（ＬＥＤ）
等）は、概して均一な照度パターンを提供できないので
ある。結果的に、照明されたナビゲーション領域には１
箇所以上の明るく照明された領域と１箇所以上のそれよ
りも暗めに照明された領域とが生じてしまう。明るく照
明された領域と、それよりも暗めに照明された領域との
差異が著しければ、ナビゲーションシステムはその照明
の不均一性を固定パターンノイズと解釈し、これにより
ナビゲーションシステムが間違ったナビゲーション信号
を生成してしまうことになる。このような誤ったナビゲ
ーション信号は、結果として誤った位置値を生じること
になりがちであり、画像データ処理システムが異なる走
査スワイプ中に取り込まれた様々な画像部分を正確にス
ティッチすることは不可能となる。

【００１１】上記した不均一照明問題のソリューション
の一つとしてあげられるのは、光をナビゲーション領域
へとうまく分散させ、集束させる為に１つ以上のレンズ
又はリフレクタを備えた光源を設けることである。残念
ながら、そのようなレンズ又はリフレクタシステムは製
造や位置合わせが困難であり、少なくともスキャナの全
体的なコストを著しく増大させてしまう傾向がある。上
述の問題を回避する目的も部分的に含むが、殆どの光学
ナビゲーションシステムには、市販の入手が容易な周知
のタイプの一体型レンズを持つＬＥＤが利用されてい
る。一体型レンズの構造は別途レンズ又はリフレクタを
設けることにより生じる問題を回避するものではあるも
のの、そのような一体型レンズ構造の殆どは、品質がか
なり悪く、そのような一体型レンズＬＥＤが作る照度パ
ターンには著しい不均一性が見られるものも多い。実
際、そのような一体型レンズＬＥＤにより提供される照
明の質は、スキャナナビゲーションシステムが一貫した
信頼性の高い処理を提供するには、いずれも不十分であ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】対象物上の照明領域の少
なくとも一部の画像を形成するための本発明の光学系
は、対象物上の照明領域から間隔をおいて配置されたレ
ンズと、レンズの画像側焦点面と実質的に同一面上に来
るように配置された開口絞りとを含む。レンズと対象物
上の照明領域との間には遮蔽要素が設けられており、照
明領域中の明るく照明された領域からの光は事前に決め
られた量が遮断され、より暗く照明された領域からの光
は実質的に遮断されないようになっている。すなわち、
本発明は、対象物（１６）上の照明された領域（２８）
の少なくとも一部分の画像を形成する為の光学系（１
０）であって、照明された領域（２８）が少なくとも１
つの明るく照明された領域（３８）と、少なくとも１つ
のより暗めに照明された領域（４０）とにより特性づけ
られることを特徴とし、対象物（１６）上の照明された
領域（２８）から間隔をおいて配された、画像側焦点面
（４８）を有するレンズ（３６）と、前記レンズ（３
６）の画像側焦点面（４８）と実質的に同一面上に来る
ように配された開口絞り（４６）と、明るく照明された
領域（３８）からの光（３２）は事前に決められた量を
遮断するが、より暗めに照明された領域（４０）からの
光（３２）は実質的に遮断しないように、前記レンズ
（３６）と対象物（１６）上の照明された領域（２８）
との間に配された遮蔽要素（５４）とを含むことを特徴
とする光学系、あるいは、対象物（１６）上の照明され
た領域（２８）の少なくとも一部分の画像を形成する為
に対象物（１６）から間隔をおいて配されたレンズ手段
（３６）と、前記レンズ手段（３６）により反射した選
択光線を遮断する為の、前記レンズ手段（３６）と機能
的に関連したテレセントリック開口絞り手段（４６）
と、明るく照明された領域（３８）からの光（３２）は
事前に決められた量を遮断するが、より暗めに照明され
た領域（４０）からの光（３２）は実質的に遮断しない
ように、前記レンズ手段（３６）と対象物（１６）との
間に設けられた遮蔽要素（５４）とを含むことを特徴と
する光学系（１０）を提供するものである。

【００１３】さらに開示するのは、対象物上の照明され
た領域の少なくとも一部分の画像を形成する為の方法で
あって、対象物上の照明された領域から間隔をおいてレ
ンズを配置するステップと、開口絞りをレンズの画像側
焦点面に配置するステップと、そして照明された領域中
の明るく照明された領域からの光がレンズにより屈折さ
れる前に、明るく照明された領域からの光の事前に決め
られた量を遮断するステップとを含むものである。

【００１４】本発明の具体例および現在好適な実施の形
態について、以下、添付図面を参照しながら説明する。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１の携帯用、即ちハンドヘルド
イメージスキャナ（１４）用の光学ナビゲーションシス
テム（１２）に利用可能の光学系として、対象物の不均
一な照明を補償するための光学系（図７の１０）につい
て、ここで説明する。詳しくは更に後述されるが、光学
系（１０）は、ナビゲーションデータを得る為の対象物
の不均一な照度を補償するものであり、これにより光学
ナビゲーションシステム（１２）が生成するナビゲーシ
ョンデータの一貫性と信頼性を改善するものである。

【００１６】図１に示した事例において、携帯用、即ち
ハンドヘルドイメージスキャナ（１４）はテキスト（２
０）が書込まれた原稿（１８）等の対象物（１６）を走
査する為に用いることが出来る。光学ナビゲーションシ
ステム（１２）はスキャナ（１４）に位置、即ちナビゲ
ーション情報を供給し、これによりスキャナ（１４）
は、そのスキャナ（１４）の大きさにかかわりなく、い
かなるサイズの原稿であっても走査することが可能とな
る。例えば、携帯用イメージスキャナ（１４）を、原稿
（１８）上で１つ以上の走査パス、即ち「スワイプ」を
画定する蛇行、即ち曲線形の走査経路（２２）に沿って
移動させることにより原稿（１８）全体を走査すること
が出来る。ナビゲーションシステム（１２）により提供
される位置即ちナビゲーション情報は、その後各スワイ
プ中に得られた画像データの異なる断片を繕う、即ち
「スティッチ」する為に用いられ、走査した原稿（１
８）全体を表わす画像データが形成される。

【００１７】次に、図３及び図４を参照すると、ナビゲ
ーションシステム（１２）は第１及び第２のナビゲーシ
ョンセンサ組立部品（２４、２６）を含み、それらの各
々が、走査されている対象物（１６）上の対応するナビ
ゲーション領域（例えばナビゲーション領域（２８））
を検分する。一実施例においては、ナビゲーションセン
サ組立部品（２４、２６）は基本的に同一であり、従っ
て、ここでは第１のナビゲーションセンサアセンブリ
（２４）のみを説明する。第１のナビゲーションセンサ
アセンブリ（２４）は、光源（３０）、光学系（１０）
及びナビゲーション検出器（３４）を含む。光源（３
０）は、対象物（１６）上のナビゲーション領域（２
８）を照明する。照明されたナビゲーション領域（２
８）から反射されたナビゲーション光（３２）は、光学
系（図７：１０）によりナビゲーション検出器（３４）
の表面に集束される。検出器（３４）は、照明されたナ
ビゲーション領域（２８）から反射したナビゲーション
光（３２）に対応する出力（図示せず）を生成する。検
出器（３４）からの出力信号はナビゲーションデータ処
理システム（図示せず）で処理され、これにより携帯用
イメージスキャナ（１４）の対象物（１６）に対する位
置を示すナビゲーションデータ信号（図示せず）を生成
することができる。

【００１８】次に、図５を主に参照すると、光源（３
０）によりナビゲーション領域（２８）へと供給された
照明は、概して不均一であり、輝度レベルの異なる複数
の領域が含まれる場合がある。例えば、照明されたナビ
ゲーション領域（２８）は、ナビゲーション領域（２
８）の中央部の明るく照明された領域（３８）と、ナビ
ゲーション領域（２８）の外周部に、通常見られるより
暗めに照明された領域（４０）により特性づけることが
できる。しかしながら、照明されたナビゲーション領域
（２８）は通常、異なる照度で照明された領域を、図５
に示した位置又は異なる位置に多数有することを特徴と
する。但し、本明細書においては説明の便宜上、照明さ
れたナビゲーション領域（２８）は、異なる照度を持つ
領域（３８）及び領域（４０）の２つのみを、図５に示
した位置付近に有するものとして説明する。即ち、明る
く照明された領域（３８）が照明されたナビゲーション
領域（２８）の中央付近に位置し、より暗めに照明され
た領域（４０）がナビゲーション領域（２８）の外の領
域又は外周付近に位置するものとする。

【００１９】図５に概略図を示したナビゲーション領域
（２８）に供給される照明は、図６の照度関数（４２）
により表わすことができる。説明の便宜上、図６に示す
照度関数（４２）は正規化したものであり、明るく照明
された領域（３８）の持つ輝度は１である。よって、よ
り暗めに照明された領域（４０）は１よりも小さい輝度
レベルを持つことになる。例えば、本明細書に示し、説
明する仮定の照度関数（４２）においては、より暗めに
照明された領域（４０）は０．５の輝度（例えば明るく
照明された領域（３８）の半分の輝度）を持つ。ここで
も留意が必要なのは、前述した様々な照度で照明された
領域の数（例：２つ）及びその輝度比（例：２：１）
は、単に説明の便宜上そうしたものであり、特定の照明
系に付随する様々な照度で照明された領域の実際の数や
それに対応する輝度比を必ずしも表わすものではない点
である。

【００２０】ナビゲーションシステム（１２）に用いら
れる光学系（１０）は、図７において最もわかりやすく
描かれており、対象物（１６）とナビゲーション検出器
（３４）との間に配置されたレンズアセンブリ（３６）
が含まれる。光学系（１０）にはオプションとして、レ
ンズアセンブリ（３６）を塵やダメージから保護する為
にレンズアセンブリ（３６）と対象物（１６）との間に
透明窓（４４）が設けられていても良い。開口（４６）
は、レンズアセンブリ（３６）の画像側焦点面（４８）
と実質的に同一面を有するように、レンズ（３６）とナ
ビゲーション検出器（３４）との間に配することが出来
る。開口（４６）がレンズ（３６）の画像側焦点面（４
８）に位置する場合、レンズアセンブリ（３６）はテレ
セントリックとなる。従って、開口（４６）は本明細書
においては「テレセントリック開口」と呼ぶことも出来
る。テレセントリック・レンズ構造とした結果、対象物
（１６）上の照明されたナビゲーション領域（２８）に
含まれる様々な照度で照明された視野点（５０）から反
射する光の円錐（３２）は、対象物（１６）とレンズア
センブリ（３６）の前面部、即ち対象物側の面（５２）
との間の領域において、比較的に明確に分離される。
（図７を参照）

【００２１】また、光学系（１０）に、対象物（１６）
とレンズ（３６）との間に配した遮蔽要素（５４）を設
け、これにより明るく照明された領域（３８）からの光
は事前に決められた量が遮断されるが、しかしより暗め
に照明された領域（４０）からの光は実質的に遮断され
ないようにすることも出来る。図８にて最もよくわかる
ように、一実施例においては、遮蔽要素（５４）はレン
ズ（３６）の対象物側の面（５２）の中央領域に塗布し
た黒い塗料のような、実質的に円形の不透明材料で構成
しても良い。かわりに以下に詳細を説明する他の構成も
可能である。

【００２２】テレセントリック・レンズアセンブリ（３
６）と遮蔽要素（５４）との組み合わせにより、光学系
（１０）の透過率関数（５６）が、照明されたナビゲー
ション領域（２８）の中央領域に位置する視野点（５
０）に対する低透過率「バケツ」（５８）を含むことに
なる。即ち、光学系（１０）が照明された対象物の画像
を形成する為に利用される場合、透過率関数（５６）の
低透過率バケツ（５８）により、画像の中央領域の輝度
レベルを低減させたものが形成されるのである。従っ
て、光学系（１０）を、実質的に図６に示したような照
度関数（４２）を有する照明されたナビゲーション領域
（２８）（例えば照明された領域が、明るく照明された
中央領域（３８）と、より暗めに照明された外周（４
０）とを有する）の画像を形成する為に利用した場合、
その結果得られる画像は、実際よりも均一に照明された
もののように見えることになる。光学系（１０）は、よ
り暗めに照明された領域（図５：４０）に対応する領域
には高透過率、そして明るく照明された領域（３８）に
対応する領域には減じた透過率（５８）を提供すること
により、対象物の不均一な照度を補償するものである。
グラフにすると図１０で最もわかるように、透過率関数
（５６）と照度関数（４２）との組み合わせの結果、補
償された照度関数（６０）が得られる。

【００２３】透過率関数（５６）の形状は遮蔽要素（５
４）のサイズ、形状及び位置を変化させることにより制
御することができ、これにより透過率関数（５６）及び
照度関数（４２）の組み合わせが所望の特性及び応答を
有する補償された照度関数（６０）を提供し得るのであ
る。例えば、本明細書に示し、説明する実施例において
は、図１０にて最も良くわかるように、補償された照度
関数（６０）が実質的に直線を形成することになるよう
に透過率関数（５６）を調整することが望ましい。この
ような直線照度関数（６０）であれば、光学系（１０）
が形成する画像は、あたかも実質的に均一に照明された
かのように見えることになる。

【００２４】本発明に基づく光学系（１０）に付随する
特筆すべき利点は、これを対象物の不均一な照度を補償
する為に用いることが出来、そうすることにより対象物
の画像がより均一に照明されたかに見えるようになる点
である。従って、光学系により提供される照度補償は対
象物をより均一に照明する高品質、即ち高精度の光源を
提供するというニーズに応えたものである。結果的に、
本明細書に示し、説明するアプリケーションにおいて
は、光学系（１０）は、より均一な照度パターンを作る
為に更なるミラー及び／レンズ系を備えたナビゲーショ
ン光源を提供するというニーズに応えるものなのであ
る。本発明の更に他の利点は、単に遮蔽要素（５４）の
形状及び／又は位置を変えることにより、広範囲にわた
る多様な不均一照度パターンのいずれをも補償出来るよ
うに、光学系（１０）の透過率関数（５６）を調整出来
るところにある。遮蔽要素（５４）は容易に、低コスト
で作ることが可能であり、一実施例においては、レンズ
（３６）の対象物側の面（５２）に不透明なコーティン
グ（例：塗料）を塗布することにより設けることが出来
る。

【００２５】

【実施例】対象物の不均一な照度を補償する為の光学系
（１０）について、その特筆すべき特徴及び利点と共に
簡単に説明したが、次に本発明に基づいた光学系の様々
な実施例を詳細にわたって説明する。しかしながら、詳
細説明に入る前に留意が必要なのは、本明細書・図面に
おいて光学系（１０）をハンドヘルド、即ち携帯用スキ
ャナ（１４）に付随するナビゲーションシステム（１
２）と共に用いられるものとして図示・説明している
が、これは特定の種類の光学ナビゲーションシステム
（１２）にも、携帯用スキャナ装置（１４）にも限定さ
れるものではないという点である。実際、光学系（１
０）は、画像を作成する対象物の不均一な照度を補償す
ることが望ましい幅広い範囲の装置及びアプリケーショ
ンに利用することが出来るのである。従って、本発明は
明細書に説明および図面に図示する特定の装置及びアプ
リケーションに限定されるものではない。

【００２６】上述を考慮しつつ、本明細書において、携
帯用、即ちハンドヘルドイメージスキャナ（１４）に使
用可能な種類の光学ナビゲーションシステム（１２）に
用いることが出来るものとして、対象物の不均一な照度
を補償する為の光学系（１０）の実施例を図示及び説明
する。光学ナビゲーションシステム（１２）は、テキス
ト（２０）が書込まれた原稿（１８）等の対象物（１
６）に対する携帯用イメージスキャナの位置を示すナビ
ゲーション信号（図示せず）を生成するものである。従
ってナビゲーションシステム（１２）により、その携帯
用イメージスキャナ（１４）のサイズにかかわりなく、
スキャナ（１４）でほぼ全てのサイズの原稿を走査する
ことが可能となる。例えば、携帯用イメージスキャナ
（１４）を原稿（１８）上を、１つ以上の走査パス、即
ち「スワイプ」から成る、蛇行、即ち曲線走査経路（２
２）に沿って移動させることにより、原稿（１８）全体
を走査することが出来る。するとナビゲーションシステ
ム（１２）により提供される位置情報、即ちナビゲーシ
ョン情報が、各スワイプの間に取り込まれた異なる画像
データの断片を、繕う、即ち「スティッチ」する為に使
われ、走査された対象物（１６）の全体を表わす画像デ
ータが形成されるのである。

【００２７】次に、図２から図４を参照するが、携帯用
イメージスキャナ（１４）は本体部（６２）及びイメー
ジヘッド部（６４）とを含む場合もある。本体部（６
２）は、ユーザー（図示せず）による操作を可能とする
全体構造、即ち形状を構成しているが、その他の構成を
用いても良い。一実施例においては、本体部（６２）
は、携帯用イメージスキャナ（１４）の処理に必要な様
々な電子部品（図示せず）を受容する為の大きさに作ら
れていても良い。かわりに、これら様々な電子部品の幾
つか、又は全てを他の場所に配設し、ケーブル或は赤外
線データリンク（図示せず）等の好適なリンクによって
本体部（６２）へと接続しても良い。また、本体部（６
２）にディスプレイシステム（６６）や携帯用イメージ
スキャナ（１４）の操作に必要とされる、或は望まれる
様々な切り替え装置（６８、７０、７２）を設けても良
い。切り替え装置（６８、７０、７２）は、一実施例に
おいては本体部（６２）の前面に配されている場合もあ
るが、これらは携帯用イメージスキャナ（１４）のいず
れの好都合な位置に設けても良い。携帯用イメージスキ
ャナ（１４）の作動に必要な電力は、携帯用イメージス
キャナ（１４）の本体部（６２）中に収容することも可
能な電池（図示せず）等、適当な電源により供給すれば
良い。しかしながら、特定の携帯用イメージスキャナ
（１４）に必要な、又は望まれる様々な電子部品、表示
装置、切り替え装置及び電池は従来より周知であり、ま
た、これらの様々な部品の説明は、本発明の理解及び実
施には必要ではない為、本発明の実施例に用いられる電
子部品（図示せず）、表示装置（６６）切り替え装置
（６８、７０、７２）等の様々な部品のこれ以上の詳細
説明は、本明細書においては行なわない。

【００２８】次に、図３及び図４を主に参照すると、携
帯用スキャナ（１４）のイメージヘッド部（６４）は本
体部（６２）に取り付けられる別個の組立部品から構成
されている。かわりに、イメージヘッド部（６４）は本
体部（６２）と一体の部品で構成されていても良い。い
ずれの場合においても、スキャナ（１４）のイメージヘ
ッド部（６４）は画像検出システム（７４）及び光学ナ
ビゲーションシステム（１２）を受容する大きさに作ら
れていれば良い。基本的に、画像検出システム（７４）
は、走査されている対象物（１６）上の照明された走査
領域（８４）中に含まれる走査線（図示せず）を表わす
画像信号（図示せず）を生成するものである。ナビゲー
ションシステム（１２）は照明されたナビゲーション領
域（２８）から反射するナビゲーション光（３２）から
ナビゲーションデータ信号（図示せず）を生成する。

【００２９】画像検出システム（７４）は、走査されて
いる対象物（１６）の部分に対応する画像データの生成
に好適な、現在周知の、或は将来開発されるであろう数
ある画像作成システムのいずれで構成したものでも良
い。結果的に、本発明はいかなる特定の画像検出システ
ム（７４）にも限定されるものでは無い。しかしなが
ら、具体例をあげると、本発明の実施例に利用されてい
る画像検出システム（７４）は、光（７８）を走査する
対象物（１６）上へと向ける為の照明系（７６）を含む
ものである。光（７８）は図３において最もよくわかる
ように、イメージヘッド部（６４）の接触面に設けられ
た細長いスロット（８０）を通過する。よって照明系
（７６）により作られた光（７８）は、細長いスロット
（８０）のサイズ及び形状に概対応する対象物（１６）
上の走査領域（８４）を照明することになる。画像作成
システム（８６）は、対象物（１６）上の照明された走
査領域（８４）から反射される画像光（８８）を検出素
子（９０）へと向ける。検出素子（９０）は画像光（８
８）に対応する画像信号（図示せず）を生成する。

【００３０】画像検出システム（７４）の様々な部品は
周知の、或は将来開発されるであろう数々の部品のいず
れで構成されるものでも良い。例えば、一実施例におい
ては、照明系（７６）は、走査している対象物（１６）
上の走査領域（７８）を照明するに充分な輝度の光（７
８）を発生する発光ダイオード（ＬＥＤ）のアレイでも
良い。かわりに、蛍光灯や白熱球による光源等、他の種
類の光源を用いることも出来る。画像光（８８）の向き
を決め、検出器（９０）の表面へと集束させる為に用い
られる画像作成システム（８６）は、日本シートガラス
株式会社の登録商標であるＳＥＬＦＯＣという名称で販
売されている接触イメージセンサのような、接触型のイ
メージセンサであることが望ましいが、必ずしもそうで
なくても良い。かわりに、投写型画像作成システムのよ
うな、他のタイプの画像作成システムを用いても良い。
検出器（９０）は、テキサス州オースチン市のＴｅｘａ
ｓＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社から販売されているＴＳ１
０５のような、３００ｐｐｉの解像度を持つＣＣＤの線
形アレイから成るもので良い。かわりに異なる解像度を
持つ他のタイプの検出器を利用しても良い。

【００３１】ナビゲーションシステム（１２）は図４及
び図７にて最もよくわかるが、基本的に光学サブシステ
ム（９２）及びデータ処理サブシステム（図示せず）の
２つのサブシステムから構成される場合がある。光学サ
ブシステム（９２）はナビゲーション領域（２８）を照
明し、照明されたナビゲーション領域（２８）の少なく
とも一部の画像をナビゲーション検出器（３４）の表面
上へと投射する。データ処理サブシステム（図示せず）
は画像データ（図示せず）をナビゲーション検出器（３
４）から受け、それを処理してナビゲーションデータ
（図示せず）を生成する。本明細書に示し、説明する実
施例においては、ナビゲーションデータは、走査されて
いる対象物（１６）上の固有の構造的特徴から得られ
る。本明細書において、「固有の構造的特徴」という語
は、走査されている対象物（１６）上の特徴で、対象物
（１６）上の画像データ及び／又は系統化された登録デ
ータの形成とは無関係な、対象物（１６）上の造作のこ
とを意味する。例えば、走査されている対象物（１６）
が紙の原稿（１８）である場合、対象となる固有の構造
的特徴は紙繊維である場合もある。他の例として、対象
物が光沢のある原稿、或はＯＨＰ用紙である場合、対象
となる固有の構造的特徴とは、照明されたナビゲーショ
ン領域（２８）が作る鏡面反射界である場合もある。

【００３２】上述したように、ナビゲーションデータ処
理サブシステム（図示せず）により生成されたナビゲー
ションデータは、異なる走査スワイプ中に画像検出シス
テム（７４）により生成された画像データをスティッチ
する為に画像データ処理システム（図示せず）において
使うことが出来る。ナビゲーションデータ処理サブシス
テム及びスティッチング・アルゴリズムは、Ｈｏｌｌａ
ｎｄによる米国特許第５、０８９、７１２号「Ｓｈｅｅ
ｔ Ａｄｖａｎｃｅｍｅｎｔ ＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔ
ｅｍ Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ Ｆｉｂｅｒ Ｐａｔｔｅｒ
ｎ ｏｆ Ｓｈｅｅｔ」及びＡｌｌｅｎ等による米国特
許第５、５７８、８１３号「Ｆｒｅｅｈａｎｄ Ｉｍａ
ｇｅ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ ｗｈｉｃｈ
Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｓ ｆｏｒ Ｎｏｎ−Ｌｉｎｅａ
ｒ Ｍｏｖｅｍｅｎｔ」に記載されているもので良い。
ナビゲーションデータ処理サブシステム及び対象物（１
６）に含まれる固有の構造的特徴に関するナビゲーショ
ンデータを検出・処理する為の方法は、米国特許第５、
０８９、７１２号及び第５、５７８、８１３号に詳細に
わたって記述されており、上述した装置および方法に関
連する詳細は、本発明の理解又は実施においては必要な
いため、ナビゲーションデータ処理サブシステム及びナ
ビゲーションデータを検出し処理する為の方法は、本明
細書においてこれ以上の詳細を説明しない。

【００３３】ナビゲーションシステム（１２）の光学サ
ブシステム部（９２）は第１及び第２のナビゲーション
センサ（２４、２６）を含み、これらが対象物（１６）
上の対応する第１及び第２のナビゲーション領域（例え
ば２８）をモニターする。各ナビゲーションセンサ（２
４、２６）は、本発明に基づく光学系（１０）を使って
おり、実質的に同一のものである。従って、第１のナビ
ゲーションセンサ（２４）のみについて、その詳細を説
明する。

【００３４】次に、図４及び図５を主に参照すると、第
１のナビゲーションセンサ（２４）は、イメージヘッド
（６４）の接触面（８２）に設けられたナビゲーション
開口（９４）を介してナビゲーション領域（２８）を照
明する光源（３０）を含む。光源（３０）は、市販の入
手が容易ないずれの光源から構成しても良い。具体例を
あげると、一実施例においては、光源（３０）は、生成
される光が５度から３０度程度の範囲のグレージング角
で対象物に入射するように配置された赤外線発光ダイオ
ードより成るものであっても良い。グレージング角は入
射角の余角である。鏡面界を検出する場合、かわりに光
を実質的に直角に入射するようにしても良い。同様に、
照明されたナビゲーション領域（２８）から反射するナ
ビゲーション光（３２）を検出する為に用いられるナビ
ゲーション検出器（３４）も、市販の入手が容易な多種
ある検出器のいずれでも良い。具体例をあげると、一実
施例において、ナビゲーション検出器（３４）は４８×
４８画素と６００ｐｐｉ程度の解像度を持つ２次元ＣＣ
Ｄアレイにより構成可能である。異なるサイズ及び／又
は解像度を有するアレイをかわりに用いても良い。

【００３５】図５を次に参照すると、光源（３０）によ
りナビゲーション領域（２８）へと供給される照明は概
して不均一であり、また、異なる輝度レベルを持つ複数
の領域を構成することが多い。例えば、照明されたナビ
ゲーション領域（２８）が２つの異なる照度レベルを有
する２つの異なる領域（照明されたナビゲーション領域
（２８）の中央部の明るく照明された領域（３８）と照
明されたナビゲーション領域（２８）の外周部のより暗
めに照明された領域（４０））を含む場合を仮定した状
況を考察する。しかしながら先に進む前に留意すべき
は、上記の構成は単なる例であり、実際には照明された
ナビゲーション領域（２８）は通常、異なる照度で照明
された多数の領域を含むものであるという点である。説
明の便宜上、本明細書および図面においては照明された
ナビゲーション領域（２８）を図示及び説明するにあた
り、異なる輝度を持つ領域（３８、４０）を２つだけ、
図５に示す位置に有するものとする。

【００３６】ナビゲーション領域（２８）へと供される
照明は照度関数（４２）によりグラフで表わすことが出
来、ナビゲーション領域（２８）上の位置を横座標（横
軸）に沿って、そして照度を縦座標（縦軸）に沿って表
わすことが出来る。便宜上、図６に示す照度関数（４
２）は正規化されており、照明されたナビゲーション領
域（２８）中の両方の位置及び照度の最高値は、１に設
定されている。従って、本明細書に説明および図面に図
示する事例は、中央の、明るく照明された領域（３８）
は輝度値１を有し、外側のより暗めに照明された領域
（４０）は中央領域（３８）の輝度値の約半分の輝度値
を持つという状態にあるものとする。ここでも上記の異
なる照度で照明された領域の数（例えば２箇所）及びそ
れらの輝度比（例：２：１）は単に一例にしか過ぎず、
特定の照明系に付随する、異なる照度で照明される領域
の数や対応する輝度比の実際の値を必ずしも表わすもの
ではないことに留意が必要である。

【００３７】次に、図４も参照しつつ図７を主に参照す
ると、光学系（１０）は、レンズ（３６）が対象物（１
６）と検出器（３４）との間に配されたレンズアセンブ
リ（３６）を含む。レンズアセンブリ（３６）と対象物
（１６）との間に透明窓（４４）を設けてレンズアセン
ブリ（３６）を塵やダメージから保護することは一般的
に推奨されるが、必らずしも必要ではない。開口（４
６）は、レンズアセンブリ（３６）の画像側の焦点面
（４８）と同一平面を持つようにレンズ（３６）と検出
器（３４）との間に設けることが出来る。レンズ（３
６）の画像側の焦点面（４８）に開口（４６）が配置さ
れると、レンズアセンブリ（３６）はテレセントリック
となる。結果的に、対象物（１６）上の照明されたナビ
ゲーション領域（２８）中に含まれる様々な視野点（５
０）が反射する光（３２）の円錐は、対象物（１６）と
レンズアセンブリ（３６）の対象物側の面（５２）との
間の領域において、相対的に明確に分離されたままとな
る（図７参照）。

【００３８】レンズ（３６）は様々ある集光レンズ（例
えば単一のレンズ又は複数のレンズの集合体）のいずれ
で構成されるものでも良く、その選択は本発明の内容を
理解すれば、当業者には明らかであろう。よって、本発
明は特定のレンズ又は複数レンズの集合体に限定される
ものではない。レンズ（３６）はまた、特定のアプリケ
ーションにおける必要に応じてコーティングされたもの
でも、コーティングされていないものでも良い。具体例
として、一実施例においてレンズ（３６）は、オラン
ダ、アイントホーヴェン市のＰｈｉｌｉｐｓ Ｃｏｍｐ
ｏｎｅｎｔｓ社から市販されている直径６．０ｍｍ、焦
点距離８．０ｍｍの単一の集光レンズより成るものでも
良い。かわりに異なる直径及び焦点距離を有するレンズ
を利用しても良い。

【００３９】透明窓（４４）は、光学系への利用に適し
た多々ある透明材料（例：ガラス又はプラスチック）の
いずれかにより作られた概して平坦な要素から構成され
たもので良い。具体例として、一実施例において透明窓
（４４）は環状オレフィン共重合体（ＣＯＣ）から作ら
れたもので良い。

【００４０】光学系（１０）に遮蔽要素（５４）を対象
物（１６）とレンズ（３６）との間に設け、これにより
明るく照明された領域（３８）からの光は事前に決めら
れた量を遮断するが、より暗めに照明された領域（４
０）からの光は実質的に遮断しないようにすることが出
来る。一実施例においては、遮蔽要素（５４）は図８に
て最も良くわかるように、レンズ（３６）の対象物側の
面（５２）上に付着させた、実質的に円形の不透明材料
から構成される。遮蔽要素（５４）は、かわりに窓（４
４）の対象物側の面（９６）又はレンズ側の面（９８）
に設けても良い。また、更なる構成において、遮蔽要素
（５４）を、レンズ（３６）の対象物側の面（５２）と
対象物（１６）との間で、実質的に焦点外れの位置に来
るような位置に設け、これによりその画像が検出器（３
４）上に集束された画像上に表れないようにしても良
い。

【００４１】遮蔽要素（５４）は、それをどこに配置す
るかにより、金属やプラスチックなどの多々ある材料の
いずれかにより構成することが出来る。例えば、一実施
例において遮蔽要素（５４）は、明るく照明された領域
（３８）からの光の事前に決められた量を遮断するよう
な位置に配された不透明の金属又はプラスチックから成
るものでも良い。他の実施例において、遮蔽要素（５
４）はレンズ（３６）の前面（５２）に、又は窓（４
４）が設けられている場合は、窓（４４）のいずれか一
方の面（９６又は９８）に直接塗布された不透明材料
（黒塗料又はその他の不透明、或は実質的に不透明な材
料）より構成することも出来る。更に他の実施例では、
遮蔽要素（５４）は不透明である必要はなく、かわりに
そこに入射する光の数パーセントを遮断する半透明又は
半透光性材料で構成することも出来る。いずれにおいて
も、遮蔽要素の機能は、照明されたナビゲーション領域
（２８）上の事前に決められた位置（例えば視野点（５
０）の中心）からの事前に決められた量の光を遮断する
ことである。遮蔽要素（５４）が遮断すべき光量及びそ
の位置は、以下の考慮に基づいて決定することができ
る。

【００４２】上記でも簡単に触れたように、テレセント
リック・レンズアセンブリ（３６）と遮蔽要素（５４）
とを組み合わせると、照明されたナビゲーション領域
（２８）の中央領域に位置する視野点（５０）に対応す
る低透過率バケツ（５８）を含む、光学系（１０）の透
過率関数（５６）が得られる。従って、光学系（１０）
が図６に示すような照度関数を実質的に有する照明され
たナビゲーション領域（２８）（明るく照明された中央
領域（３８）とより暗めに照明された外周部（４０）を
持つ照明領域）の画像を形成する為に用いられる場合、
結果として得られる画像は、それが実際よりも均一に照
明されていたかのように見える。言い換えれば、光学系
（１０）は対象物の不均一な照度を、より暗めに照明さ
れた領域（図５の４０）に対応する領域には高い透過
率、そして明るく照明された領域（３８）に対応する領
域には減じた透過率を用いることにより、補償するので
ある。グラフ化すると、図１０にて最も良くわかるよう
に透過率関数（５６）と照度関数（４２）とを組み合わ
せると、補償された照度関数（６０）が形成されるもの
である。

【００４３】透過率関数（５６）と照度関数（４２）の
組み合わせにより所望の特性又は応答を有する補償され
た照度関数（６０）が得られるように、透過率関数（５
６）の形状を、遮蔽要素（５４）の大きさ、形状及び位
置を変化させることにより制御することが可能である。
例えば、本明細書に説明および図面に図示する実施例に
おいては、結果として得られる補償された照度関数（６
０）が、図１０にて最も良くわかるように実質的に直線
を形成するように、透過率関数（５６）を調整すること
が望ましい。補償された照度関数（６０）が直線形を呈
するということは、光学系（１０）により形成される画
像が、実質的に均一な照度パターンを有する光源により
照明されたかのように見えることを意味する。

【００４４】多くのアプリケーションにおいて、遮蔽要
素（５４）の適正な大きさ、形状及び位置は、Ｓｉｎｃ
ｌａｉｒ Ｏｐｔｉｃｓ社から出されているＯＳＬＯの
ような光学シミュレーションコンピュータプログラムの
助けを借りつつ経験的に決定することが出来る。実際の
光源及び設備により決まる既知の照度関数（例えば図５
に示した照度関数（４２））が与えられていれば、特定
位置の、特定サイズ及び特定形状を持つ遮蔽要素（５
４）の配置から得られる透過率関数は、光学シミュレー
ションコンピュータプログラムを用いて判定可能であ
る。そうすれば透過率関数（例えば５６）が特定の照度
関数（例えば４２）と組み合わせられた時に所望の形状
を持つ補償された照度関数（例えば６０）が得られるよ
うに、透過率関数を必要に応じて調整することが出来
る。

【００４５】具体例として図１１を次に参照すると、特
定の装置において、レンズ（１３６）の中心と実質的に
同心を持つように配置された環状の部材（１５４）で遮
蔽要素を構成するべきであることが判明する場合もあ
る。このような遮蔽要素（１５４）によれば、光学系の
透過率は、照明されたナビゲーション領域の中央付近に
ある視野点に対して増大することになる。このような構
成は、照度関数が照明されたナビゲーション領域の中央
付近に「くぼみ」を有する場合に望ましいものである。
更に他の構成も可能である。例えば、遮蔽要素の形状を
図１２に示す十字形（２５４）にしたり、或は図１３に
示す放射状に広がる線（３５４）としても良い。このよ
うな他の形状は、それらが用いられる光学系に異なる透
過率関数（例えば５６）を生じ、そしてそれらが特定の
アプリケーションに必要、或は望ましい場合もある。

【００４６】本明細書に説明および図面に図示した第１
の実施例の場合にそうであるように、遮蔽要素の多々あ
る構成（例えば、環状（１５４）、十字形（２５４）、
又は放射状（３５４））のいずれであっても、レンズア
センブリ（１３６、２３６、又は３３６）それぞれの対
象物側の面（１５２、２５２又は３５２）上に配する、
即ち付着させることが出来る。光学系に透明窓が設けら
れている場合は、かわりに様々な遮蔽要素を透明窓（例
えば４４）の対象物側の面（例えば９６）又はレンズ側
の面（例えば９８）上へと配置、即ち付着させることも
できる。更に他の構成においては、様々な遮蔽要素（例
えば１５４、２５４、又は３５４）を、対象物とレンズ
との間の焦点ずれのいずれかの好適な位置に配した別個
の要素として構成することもできる。

【００４７】本明細書において説明した発明的概念は、
様々に他の態様で実現出来るように企図したものであ
り、また、添付請求項は従来技術による制限を除いて
は、他の実施態様を含むものと解釈されるものである。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、ハンドヘルドイメージ
スキャナ用の光学ナビゲーションシステムに利用可能の
光学系として、対象物の不均一な照明を補償するための
光学系を提供することができる。本発明の光学系は、ナ
ビゲーションデータを得る為の対象物の不均一な照度を
補償するものであり、これにより光学ナビゲーションシ
ステムが生成するナビゲーションデータの一貫性と信頼
性を改善することができる。本発明では、光学ナビゲー
ションシステムはスキャナに位置、即ちナビゲーション
情報を供給し、これによりスキャナは、そのスキャナの
大きさにかかわりなく、いかなるサイズの原稿であって
も走査することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく不均一な照度を補償する為の光
学系を用いたナビゲーションシステムを含む携帯用イメ
ージスキャナの遠近図である。

【図２】図１に示した携帯用イメージスキャナの前部の
側面図である。

【図３】携帯用イメージスキャナのイメージヘッドの接
触面の平面図であり、２つのナビゲーションセンサ開口
の位置を示すものである。

【図４】携帯用イメージスキャナのイメージヘッド側面
を図３の線４−４で切断した断面図である。

【図５】照明されたナビゲーション領域を簡略化して表
わしたものであり、明るく照明された領域と、より暗め
に照明された領域とを示したものである。

【図６】図５に示した照明されたナビゲーション領域の
正規化した照度関数をグラフで表わしたものである。

【図７】不均一な照度を補償する為の光学系の概略図で
ある。

【図８】遮蔽要素の相対的な位置を示すレンズの平面図
である。

【図９】光学系の正規化された透過率関数をグラフで表
わしたものである。

【図１０】図６及び図９にそれぞれ描いた照度関数及び
透過率関数を重ね合わせ、この結果補償された照度関数
が得られたことを示すグラフである。

【図１１】第２の実施例である環状の遮蔽要素を有する
レンズの平面図である。

【図１２】第３の実施例である十字型の遮蔽要素を有す
るレンズの平面図である。

【図１３】第４の実施例である、複数の放射状の線から
構成される遮蔽要素を有するレンズの平面図である。

【符号の説明】

１０ 光学系 １２ ナビゲーションシステム １６ 対象物 ２８ 照明された（ナビゲーション）領域 ３２ 照明された領域から反射する光 ３４ 検出器 ３６ レンズ ３８ 明るく照明された領域 ４０ より暗めに照明された領域 ４４ 透明窓 ４６ 開口絞り ４８ レンズの画像側焦点面 ５２ レンズの対象物側の面 ５４ 遮蔽要素 ９６ 透明窓の対象物側の面 ９８ 透明窓のレンズ側の面

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象物上の照明された領域の少なくとも
   一部分の画像を形成する為の光学系であって、照明され
   た領域が少なくとも１つの明るく照明された領域と、少
   なくとも１つのより暗めに照明された領域とにより特性
   づけられることを特徴とし、 対象物上の照明された領域から間隔をおいて配された、
   画像側焦点面を有するレンズと、 前記レンズの画像側焦点面と実質的に同一面上に来るよ
   うに配された開口絞りと、そして明るく照明された領域
   からの光は事前に決められた量を遮断するが、より暗め
   に照明された領域からの光は実質的に遮断しないよう
   に、前記レンズと対象物上の照明された領域との間に配
   された遮蔽要素とを含むことを特徴とする光学系。
2. 【請求項２】 前記レンズが、対象物側の面を含み、前
   記遮蔽要素が前記レンズの対象物側の面に隣接して設け
   られたことを特徴とする請求項１に記載の光学系。
3. 【請求項３】 前記遮蔽要素が、前記レンズの対象物側
   の面に付着させた不透明材料を含むことを特徴とする請
   求項１又は２に記載の光学系。
4. 【請求項４】 前記レンズの対象物側の面と対象物上の
   照明された領域との間に設けられた窓を更に有し、前記
   窓が対象物側の面とレンズ側の面とを有することを特徴
   とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学系。
5. 【請求項５】 前記遮蔽要素が、前記窓のレンズ側の面
   に隣接して設けられたことを特徴とする請求項１〜４の
   いずれかに記載の光学系。
6. 【請求項６】 前記遮蔽要素が前記窓のレンズ側の面上
   に付着させた不透明材料を含むことを特徴とする請求項
   １〜５のいずれかに記載の光学系。
7. 【請求項７】 前記遮蔽要素が実質的に円形から成るこ
   とを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光学
   系。
8. 【請求項８】 対象物上の照明された領域の少なくとも
   一部分の画像を形成する為の光学系であって、照明され
   た領域が、少なくとも１つの明るく照明された領域と、
   少なくとも１つのより暗めに照明された領域により特性
   づけられることを特徴とし、 対象物上の照明された領域の少なくとも一部分の画像を
   形成する為に対象物から間隔をおいて配されたレンズ手
   段と、 前記レンズ手段により反射した選択光線を遮断する為
   の、前記レンズ手段と機能的に関連したテレセントリッ
   ク開口絞り手段と、そして明るく照明された領域からの
   光は事前に決められた量を遮断するが、より暗めに照明
   された領域からの光は実質的に遮断しないように、前記
   レンズ手段と対象物との間に設けられた遮蔽要素とを含
   むことを特徴とする光学系。
9. 【請求項９】 対象物上の照明された領域の少なくとも
   一部分の画像を形成する為の方法であって、照明された
   領域が少なくとも一つの明るく照明された領域と少なく
   とも１つのより暗めに照明された領域により特性づけら
   れることを特徴とし、 画像側焦点面を有するレンズを対象物上の照明された領
   域から間隔をおいて配置するステップと、 開口絞りを前記レンズの画像側焦点面と同一面上に来る
   ように配置するステップと、そして明るく照明された領
   域からの光が前記レンズにより屈折される前に、明るく
   照明された領域からの光の事前にきめられた量を遮断す
   るステップとを含むことを特徴とする方法。
10. 【請求項１０】 対象物上の照明されたナビゲーション
    領域から受けたナビゲーション光に関わるナビゲーショ
    ン信号を生成する、画像検出装置用ナビゲーションシス
    テムであって、照明されたナビゲーション領域が少なく
    とも１つの明るく照明された領域と、少なくとも１つの
    より暗めに照明された領域により特性づけられることを
    特徴とし、 検出器と、 照明されたナビゲーション領域の少なくとも一部分の画
    像を前記検出器上に形成するように、前記検出器と対象
    物上の照明されたナビゲーション領域との間に設けられ
    た、画像側焦点面を有するレンズと、 前記レンズの画像側焦点面と実質的に同一面上に来るよ
    うに設けられた開口絞りと、そして明るく照明された領
    域からのナビゲーション光は事前に決められた量を遮断
    するが、より暗めに照明された領域からのナビゲーショ
    ン光は実質的に遮断しないように、前記レンズと対象物
    上の照明された領域との間に設けられた遮蔽要素とを含
    むことを特徴とするナビゲーションシステム。